精品课件工学类化学工学物性定数讲义进方

1,1. 化学工学物性定数講義進方 P.4 化学工学物性定数講義演習中間試験場所日程内容下表通。,2,P.6 情報収集,検索、（Google）,百科事典（Wikipedia）,復習,3,P11 計算,Boiling Point 標準沸点 Critical Properties 臨界値Density 密度 Heat of Vaporization 蒸発潜熱Heat Capacity 熱容量 Viscosity 粘度 Heat of Formation 標準生成熱 Gibbs energy 標準生成,Virtual Material and Process Simulation Center,仮想,熱化学物性,推算,4,推算,P.11,計算,芳香族化合物,5,P.13 Pirika計算用 化学 構造式,Calculation 計算,消去,6,原子団寄与法寄与法,P.40,本日主題； 比熱、熱容量,OH,例題 5,7,天然水蒸気改質工程,合成工程,422 H =206kJ(吸熱) 4222 H =165kJ(吸熱) （750，23気圧、Ni系触媒）,4 2 2、 、 2,23 H =-100kJ(発熱) 223 2 H =-58kJ(発熱) 250-400触媒層(触媒：Cu-Zn-Cr系触媒 ),2、 、 2 3OH 2,天然利用合成製造 合成,主要工程,P.44 参照,8,L-1,L-2,L-3,L-9,L-11,L-8,加熱,比熱熱容量計算,9,天然利用合成製造 合成,天然 主成分 P.25, CH4,2、 、 2,合成,天然水蒸気改質工程 P.20,合成工程 P.20,2、 、 2,3OH 2,P.25,10,蒸気圧,（Antoine）式,P.30, 269 (4K),沸点,窒素 196 (77K), 162 (111K),11,12,例題1 天然主成分蒸気圧po温度T関係、図19。液化天然（純仮定）標準沸点（大気圧0.101325MPa沸点）式（3.3)正確計算。標準沸点、物質蒸気圧0.101325MPa温度。、bar0.1MPa計算。 解 表定数、式(3.3)用蒸気圧0.101325MPa 温度T求。表、A=3.7687、 B=395.7440 、C=266.681。 式(3.3)、 P.31,T 111.63 K 161.51 ,（）,（4）,13,蒸気圧,P.45,14,式中定数、圧力、温度単位、異値。 圧力、自然対数常用対数注意。,P.45,（）,（2）,（3）,15,P.45,16,P.31,(3.3),p bar ， T K , bar 0.1 MPa,17,例題 産業用液体窒素耐圧容器-196（77K）貯蔵。容器内温度93時、容器内圧力何MPa。表値、93対適用範囲外、値用適当、今回値求値用。、 bar 0.1 MPa計算。 解 表窒素定数、式(3.3)用窒素93蒸気圧求。表、A=3.61947、 B=255.68 、C=266.55。 式(3.3)、,P.32,（）,（2）,18, 比熱熱容量,熱量（熱量）単位、単位J,1cal4.186J 、4.186定数J/cal呼。,熱容量,Q C ( t2 t1 ) J (4.1),比熱(specific heat),Q mc ( t2 t1 ) J (4.2),熱容量C 比熱c 関係,試験出,19,P.36 例題4.1 熱容量C = 1200 JK容器、 500水2585加熱必要熱量有効桁数桁求。、容器内部水温度差仮定、水比熱cc = 4.186 J g-1 K-1一定計算。,Q C( t2 t1 ) mc ( t2 t1 ) J (1) (C mc )( t2 t1 ) ( 1200 5004.186 )( 85 25 ) = 197580 J （答） 198000 J,20,P.38 熱容量推算,気体定圧熱容量,Cp,m = a + bT + cT2 + dT3 ( Cp,m JK1 mol1 , T K ) (4.18),Cp,m,気体 mol温度1K上昇熱量,定数 a,b,c,d P.66表4-1,二酸化炭素定数,問6 二酸化炭素600 K定圧熱容量求。；P.39式(4.18)使用。定数、P.66表4-1値用。,a19.80, b73.4410-3, c5.60210-5 d1.71510-8,Cp,m = 19.80+ 73.4410-3T 5.60210-5T2 + 1.71510-8T3 = 19.80+ 73.4410-3600 5.60210-56002 1.71510-86003 47.4 JK1 mol1,本日課題 No.2,21,二酸化炭素定圧熱容量Cpm温度依存性,P.39,Cp温度変化,22,本日課題 No.2,問 炭酸（二酸化炭素）10 kmol101.3 kPa403.15503.15K加熱加熱量求。炭酸定圧熱容量温度関数与。；P.39式(4.18)P.36式（4.13)使用。定数、P.66表4-1値用。,23,T1= 403.15 , T2= 503.15 計算、,a19.80, b73.4410-3, c5.60210-5 d1.71510-8,J,24,原子団寄与法寄与法,P.40,物質対熱容量推算比熱、熱容量,OH,例題 5,25,Rihani-Doraiswamy理想気体熱容量対原子団寄与法,分子式 考。 CH3CH2,Cp,m = a + bT + cT2 + dT3 ( Cp,m JK1 mol1 , T K ) (4.18),分子構造,a 、 b、 c、 d 決定方法,P.40,26,Rihani-Doraiswamy理想気体熱容量対原子団寄与法,分子式考。 CH3CH2,原子団CH3、CH2、,ai bi102 ci104 di106 CH3 0.6087 2.1433 0.0852 0.01135 CH2 0.3945 2.1363 0.1197 0.002596 6.5128 0.1347 0.0414 0.001623,10.608710.394516.5128 7.516,12.143312.13631(0.1347)10-2 4.144910-2,同様計算,P.41,補助資料修正,27,T=400K計算、,Cp,m = a + bT + cT2 + dT3 ( Cp,m JK1 mol1 , T K ) (4.18),Cp,m = a + bT + cT2 + dT3 ( Cp,m calK1 mol1 , T K ) 7.5164.144910-2T0.163510-4T2 0.01232310-6T3 7.5164.144910-24000.163510-44002 0.01232310-64003 22.27cal/molK93.22 J/mol,P.41,28,自然対数,蒸気圧,P.45,水標準沸点,標準沸点,29,式中定数、圧力、温度単位、異値。 圧力、自然対数常用対数注意。,P.45,（）,（2）,（3）,（4）,（5）,（6）,30,P.45,31, 平衡定数温度依存性 （対数指数計算）,T1K1値,G: 自由,H: ,R: 気体定数8.314J/molK,K: 反応平衡定数 T: 絶対温度,T2K2値求,(1),(2),(3),(4),(5),(6),32,P.31,(3.3),p bar ， T K , bar 0.1 MPa,33,蒸気圧,（Antoine）式,P.30, 269 (4K),沸点,窒素 196 (77K), 162 (111K),34,例題1 天然主成分蒸気圧po温度T関係、図19。液化天然（純仮定）標準沸点（大気圧0.101325MPa沸点）式（3.3)正確計算。標準沸点、物質蒸気圧0.101325MPa温度。、bar0.1MPa計算。 解 表定数、式(3.3)用蒸気圧0.101325MPa 温度T求。表、A=3.7687、 B=395.7440 、C=266.681。 式(3.3)、 P.15,T 111.63 K 161.51 ,（）,（2）,（3）,（4）,35,例題 産業用液体窒素耐圧容器-196（77K）貯蔵。容器内温度93時、容器内圧力何MPa。表値、93対適用範囲外、値用適当、今回値求値用。、 bar 0.1 MPa計算。 解 表窒素定数、式(3.3)用窒素93蒸気圧求。表、A=3.61947、 B=255.68 、C=266.55。 式(3.3)、,0.4573MPa,P.1,（）,（2）,（3）,36,式中定数、圧力、温度単位、異値。 圧力、自然対数常用対数注意。,P.1,（）,（2）,（3）,（4）,（5）,（6）,37,天然生成,主要工程,天然水蒸気改質工程,合成工程,422 H =206kJ(吸熱) 4222 H =165kJ(吸熱) （750，23気圧、Ni系触媒）,4 2 2、 、 2,23 H =-100kJ(発熱) 223 2 H =-58kJ(発熱) 250-400触媒層(触媒：Cu-Zn-Cr系触媒 ),2、 、 2 3OH 2,P.22 参照,38,L-1,L-2,L-3,L-9,L-11,L-8,39, 物質量 n 分率 x ,計算例） 水 18472 46g 混合溶液,水 4 mol 1mol 混合溶液,全物質量 4 1 mol,分率 xC2H5OH,水分率 xH2O,分率 合計 （0.20.8）, 合計 100 （2080),質量 合計 100 （3961）,注） 生理食塩水 0.9 （質量）,全物質量,目的物質,物質量,40,課題 問発展問題 水素mol素mol混合、平衡後、水素何mol残。平衡定数0.25(=1/4.0)。,H2(g) + I2(g) 2HI(g),反応前 2 3 0,平衡時 2